[size=53]الباب الرابع[/size]
[size=31]العناصر الممثلة في بعض المجموعات المنتظمة[/size]
المقصود بالمجموعة المنتظمة : ــ هي مجموعة تظهر تدرجاً منتظماً في الخواص . عناصر الفئة S
المجموعة الأولي : ــ ( عناصر الأقلاء ) عناصر هذه المجموعة هي ليثيوم | صوديوم | بوتاسيوم | روبيديوم | سيزيوم | فرانسيوم |
[ltr] 3Li[/ltr] | [ltr]11Na[/ltr] | [ltr]19K[/ltr] | [ltr]37Rb[/ltr] | [ltr]55Cs[/ltr] | [ltr]87Fr[/ltr] |
مصطلحات علمية
1. الظاهرة الكهروضوئية : ــ ظاهرة تحرر الإلكترونات من سطح الفلز بسقوط الضوء عليه . 2. عناصر المجموعة الأولي A : ــ عناصر ينتهي تركيبها الإلكتروني ns1 3. الفرانسيوم : ــ عنصر مشع ناتج من انحلال عنصر الاكتينيوم . 4. صودا الغسيل : ــ كربونات الصوديوم المتهدرتة . H2O10 .Na2CO3 العلمـــــــاء
1. سولفاي :ــ حضر كربونات الصوديوم المائية ( صودا الغسيل ) في الصناعة ( لابد من كتابة المعادلات ) 2. ديفي : ــ أول من حصل علي فلزي الصوديوم و البوتاسيوم بالتحليل الكهربي لمصهور هاليداتها . اذكر السبب العلمي ( علل ) س1 : عناصر المجموعة الأولي عوامل مختزلة قوية و نشطة كيميائياً و لا توجد منفردة ؟ جــ : لسهولة فقدها إلكترون التكافؤ الأخير . س2 : جهد التأين الثاني لعناصر المجموعة الأولي كبيراً جداً ؟ جــ : عندما تفقد هذه العناصر الإلكترون الأول تصبح مستقرة لأن المستوي الأخير يكون مكتمل و يصعب كسر مستوى طاقة مكتمل . س3 : يستخدم السيزيوم و البوتاسيوم في الخلايا الكهروضوئية ؟ جــ : لكبر حجم ذرات هذه العناصر و صغر جهد التأين و عند سقوط الضوء عليها تتحرر الكتروناتها بسهولة. س4 : عناصر المجموعة الأولي لينة و ضعيفة التماسك ؟ جــ : لضعف الرابطة الفلزية لأ نها تحتوي علي إلكترون واحد في المستوى الأخير . س5 : عناصر المجموعة الأولي أقوي الفلزات ( أي أعلاها كهر وإيجابية ) ؟ جــ : نتيجة لكبر نصف قطر ذراتها مما يقلل من ارتباط إلكترون التكافؤ بالنواة و بالتالي يسهل فقده . س6 : صعوبة استخلاص فلزات الأقلاء من خاماتها بالطرق الكيميائية العادية ؟ جــ : لصعوبة إرجاع الإلكترون المفقود إلي الأيون الموجب . س7 : يحفظ الصوديوم أسفل الكيروسين ؟ جــ : حتي يكون بعيداً عن الهواء و بخار الماء لأنه يتفاعل معهما نتيجة لنشاطه الكيميائي . س8 : لا تطفأ حرائق الصوديوم بالماء ؟ جــ : نتيجة لنشاط الصوديوم الذي يحل محل هيدروجين الماء و التفاعل يكون مصحوب بأنطلاق طاقة كبيرة تؤدي إلي اشتعال الهيدروجين Na + 2H2O — 2NaOH + H2 2 س9 : يستخدم سوبر أكسيد البوتاسيوم في تنقية الجو من CO2 ؟ جــ : لأنه يتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون و ينتج الأكسجين . كيف تحصل علي الأكسجين من سوبر أكسيد البوتاسيوم ؟ 4KO2 + 2CO2 — 2K2CO3 + 3O2 س10 : عند إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم إلي محلول ملح النحاس يتكون راسب أزرق يسود بالتسخين ؟ جــ : الراسب الأزرق هو هيدروكسيد النحاس الذي لا يذوب في الماء فيترسب . [ltr]
CuSO4 + 2NaOH — Na2SO4 + Cu ( OH )2 [/ltr]
الراسب الأزرق يسود بالتسخين نتيجة لتكوين أكسيد النحاس الأسود . [ltr]
Cu ( OH )2 — CuO + H2O [/ltr]
س11 : عند إضافة محلول هيدروكسيد الصوديوم إلي محلول ملح الألومنيوم يتكون راسب أبيض يذوب في زيادة من هيدروكسيد الصوديوم ؟ جــ : الراسب الأبيض هو هيدروكسيد الألومنيوم الذي لا يذوب في الماء فيترسب . [ltr]
AlCl3 + 3NaOH — 3NaCl + Al ( OH )3[/ltr]
الراسب الأبيض يذوب أو يختفي نتيجة لتكوين ميتاالومينات الصوديوم التي تذوب في الماء . [ltr]
Al ( OH )3 + NaOH — NaAlO2 + 2H2O [/ltr]
ميتا الومينات الصوديوم س12 : تستخدم نترات البوتاسيوم في صناعة البارود بينما لا تستخدم نترات الصوديوم ؟ جــ : لأن نترات البوتاسيوم تنحل بانفجار شديد بينما نترات الصوديوم متميعة أي تمتص الرطوبة من الهواء الجوي . س13 : تصدأ عناصر الأقلاء عند تعرضها للهواء ؟ جــ : نتيجة لأنها تتأكسد بأكسجين الهواء الجوي فتكون طبقة من الأكسيد تفقد بريقه و لمعانه . تــذكــر أن
1. عند إثارة إلكترونات ذرات · الليثيوم تعطي لون قرمزي * البوتاسيوم يعطي لون بنفسجي فاتح · الصوديوم أصفر ذهبي * السيزيوم أزرق بنفسجي 2. أهم خامات الصوديوم هو الملح الصخري NaCl ****************************************************************
3. أهم خامات البوتاسيوم · كلوريد البوتاسيوم KCl · الكارناليت KCl.MgCl26H2O ****************************************************************
4. يتدرج النشاط الكيميائي لعناصر الأقلاء عند تفاعلها مع الأكسجين الساخن و لذلك تعطي ثلاثة أنواع من الأكاسيد هي : ــ * أكسيد الليثيوم Li2O * فوق أكسيد الصوديوم Na2O2 * سوبر أكسيد البوتاسيوم KO2 ****************************************************************
5. يحضر هيدروكسيد الصوديوم في الصناعة بالتحليل الكهربي لمحلول كلوريد الصوديوم . ****************************************************************
6. يحضر الصوديوم في الصناعة بالتحليل الكهربي لمصهور كلوريد الصوديوم . ****************************************************************
7. كربونات عناصر الأقلاء لا تنحل بالحرارة ما عدا كربونات الليثيوم . معادلة إنحلال كربونات الليثيوم Li2CO3 — Li2O + CO2 ****************************************************************
8. نترات عناصر الأقلاء تنحل بالحرارة إنحلالاً جزئياً إلي نيتريت الفلز و أكسجين . · انحلال نترات الصوديوم 2NaNO3 — 2NaNO2 + O2 · انحلال نترات البوتاسيوم 2KNO3 — 2KNO2 + O2 كيف تحصل علي الأكسجين من نترات الصوديوم أو البوتاسيوم ؟ ****************************************************************
9. ما المقصود بكشف اللهب ( الكشف الجاف ) ؟ يستخدم في الكشف عن كاتيونات العناصر في مركباتها ( الأملاح ) . طريقة الكشف : ــ 1. يغمس سلك من البلاتين في حمض الهيدروكلوريك المركز لتنظيفه . 2. نغمس السلك في الملح المجهول المراد الكشف عنه . 3. نعرض السلك للهب بنزن غير المضيء . 4. يكتسب لهب بنزن اللون المميز لكاتيون العنصر . ****************************************************************
10. كيف يميز بين كل من : ــ 1. ملح ليثيوم ـــ ملح صوديوم 2. ملح بوتاسيوم ـــ ملح سيزيوم 3. كبريتات نحاس ـــ كبريتات الومنيوم ( ملح نحاس / ملح الومنيوم ) 1 ــ ملح ليثيوم ــ ملح صوديوم |
التجربة | ملح ليثيوم | ملح صوديوم |
كشف اللهب | يكتسب اللهب لون قرمزي | يكتسب اللهب لون أصفر ذهبي |
2 ــ ملح بوتاسيوم ــ ملح سيزيوم |
التجربة | ملح بوتاسيوم | ملح سيزيوم |
كشف اللهب | يكتسب اللهب لون بنفسجي فاتح | يكتسب اللهب لون أزرق بنفسجي |
3 ــ كبريتات نحاس ـــ كبريتات الومنيوم ( ملح نحاس / ملح الومنيوم ) |
التجربة | كبريتات نحاس ( ملح نحاس ) | كبريتات الومنيوم (ملح الومنيوم ) |
نضيف محلول هيدروكسيد الصوديوم إلي محلول كل منهما | يتكون راسب أزرق من هيدروكسيد النحاس . يسود بالتسخين [ltr]CuSO4+2NaOH — Cu(OH)2+Na2SO4[/ltr] راسب ازرق [ltr]Cu(OH)2 — CuO + H2O [/ltr] راسب اسود | يتكون راسب أبيض من هيدروكسيد الألومنيوم يذوب في وفرة من NaOH لتكون ملح ميتاالومينات الصوديوم الذي يذوب في الماء [ltr]Al2(SO4)3+6NaOH — 2Na(OH)3 + 3NaSO4[/ltr] راسب ابيض [ltr]Al(OH)3 + NaOH — NaAlo2 + 2H2O[/ltr] |
****************************************************************
11. كيف يمكنك الكشف عن كاتيون النحاس Cu2+ كيف يمكنك الكشف عن كاتيون الالومنيوم Al3+ ****************************************************************
12. تحضير كربونات الصوديوم في المعمل : ــ بأمرار غاز ثاني أكسيد الكربون في محلول هيدروكسيد الصوديوم الساخن . ثم يترك المحلول يبرد تدريجياً فتنفصل بلورات كربونات الصوديوم .****************************************************************
13. تحضير كربونات الصوديوم في الصناعة ( طريقة سولفاي ) بامرار غازي ثاني أكسيد الكربون و الأمونيا ( النشادر ) في محلول مركز من كلوريد الصوديوم فيتكون بيكربونات الصوديوم و بالتسخين تنحل إلي كربونات صوديوم و ماء و ثاني أكسيد الكربون . [ltr]
NH3 + CO2 + H2O + NaCl — NaHCO3 + NH4Cl [/ltr]
[ltr]
2NaHCO3 — Na2CO3 + H2O + CO2[/ltr]
****************************************************************
14. قارن بين هيدروكسيد الصوديوم و كربونات الصوديوم من حيث الخواص و الاستخدامات ؟ وجه المقارنة | هيدروكسيد الصوديوم | كربونات الصوديوم |
الخواص | 1. صلب أبيض متميع . 2. تأثيره كاو علي الجلد . 3. يذوب في الماء بسهولة و محلوله قلوي التأثير و يكون الذوبان طارد للحرارة . 4. يتفاعل مع الأحماض مكوناً ملح و ماء . [ltr]NaOH + HCl — NaCl + H2O [/ltr] [ltr]2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O [/ltr] | 1. مسحوق ابيض . 2. تنصهر بالتسخين و لا تتفكك . 3. يذوب في الماء بسهولة و محلوله قلوي التأثير . 4. يتفاعل مع الأحماض مكوناً ملح و ماء و CO2 [ltr]Na2CO3+2HCl — 2NaCL+H2O+CO2 [/ltr] |
الاستخدامات | 1. صناعة الصابون . 2. صناعة الورق . 3. صناعة الحرير الصناعي . 4. تنقية البترول من الشوائب الحمضية . 5. الكشف عن الشقوق القاعدية ( كاتيونات ) | 1. صناعة الزجاج . 2. صناعة الورق . 3. صناعة النسيج . 4. إزالة عسر الماء . |